ПРОИЗВОДНОЕ 3-ГИДРОКСИХИНАЗОЛИНА, АНАЛОГ ЭРАСТИНА, ИНДУЦИРУЕТ ФЕРРОПТОЗ В МЕТАСТАТИЧЕСКИХ КЛЕТКАХ МЕЛАНОМ

Введение. Резистентность к терапии является основной причиной клинического прогрессирования злокачественной опухоли на фоне лечения. Реактивировать апоптоз в резистентных клетках практически нереально, опухоль переходит в необратимую фазу роста. Опубликованные недавно данные о способности производных хиназолина, индукторов ферроптоза, вызывать гибель резистентных клеток открывают новые возможности для повышения эффективности противоопухолевой терапии.

Цель исследования – изучение индукции ферроптоза синтезированным аналогом эрастина OVN‑002 в клетках меланомы Mel Z и оценка его противоопухолевой активности на перевиваемой меланоме В‑16 мышей.

Материалы и методы. В экспериментах in vitro использованы 2D‑культивирование метастатических клеток меланомы Mel Z, фазово‑контрастная и флуоресцентная микроскопия. Исследования in vivo про‑ ведены на модели экспериментального роста меланомы В‑16 у самок гибридов иммунокомпетентных мышей F1 (C57Bl / 6 × DBA / 2). Противоопухолевый эффект оценивали по торможению роста опухоли (ТРО, %) и увеличению продолжительности жизни леченых животных по сравнению с животными контрольной группы.

Результаты. Гибель опухолевых клеток при воздействии OVN‑002 и эрастина в концентрациях 10,0 мкМ происходила по механизму ферроптоза. Цитотоксическая активность OVN‑002 была сравнима с активностью эрастина на клетках метастатической меланомы Mel Z: 744 ± 20 и 719 ± 20 у. е. соответственно. В экспериментах in vivo на меланоме В‑16 в дозе 50 мг / кг OVN‑002 оказал противоопухолевый эффект с ТРО 81–57 % (p <0,05) до 7‑го дня наблюдения, тогда как для эрастина отмечали только непосредственный эффект (ТРО 65 %, p <0,05).

 Заключение. Полученные данные позволяют предположить, что соединение OVN‑002 может стать потенциальным противоопухолевым агентом для лечения меланомы.

1. Свирновский А.И. Резистентность опухолевых клеток к терапевтическим воздействиям как медико-биологическая проблема. Международные обзоры: Клиническая практика и здоровье 2014;5(11):15–37.

2. Xie Y., Hou W., Song X. et al. Ferroptosis: Process and function. Cell Death Differ 2016;23(3):369–79. DOI: 10.1038/cdd.2015.158.

3. Вартанян А.А. Метаболизм железа, ферроптоз, рак. Российский биотерапевтический журнал 2017;16(3):14–20. DOI: 10.17650/1726-9784-2017-16-3-14-20.

4. Bogdan A.R., Miyazawa M., Hashimoto K. et al. Regulators of iron homeostasis: new players in metabolism, cell death, and disease. Trends Biochem Sci 2016;41(3):274–86. DOI: 10.1016/j.tibs.2015.11.012.

5. Lo M., Ling V., Wang Y.Z. et al. The xc-cystine/glutamate antiporter: a mediator of pancreatic cancer growth with a role in drug resistance. Br J Cancer 2008;99:464–72. DOI: 10.1038/sj.bjc.6604485.

6. Yang W.S., Sriramaratnam R., Welsch M.E. et al. Regulation of ferroptotic cancer cell death by GPX4. Cell 2014;156:317–31. DOI: 10.1016/j.cell.2013.12.010.

7. Yang W.S., Stockwell B.R. Ferroptosis: death by lipid peroxidation. Trends Cell Biol 2016;26(3):165–76. DOI: 10.1016/j.tcb.2015.10.014.

8. Lewerenz J., Hewett S., Huang Y. et al. The cystine/glutamate antiporter system x(c)(-) in health and disease: from molecular mechanisms to novel therapeutic opportunities. Antioxid Redox Signal 2013;18(5):522–55. DOI: 10.1089/ars.2011.4391.

9. Dixon S.J., Lemberg K.M., Lamprecht M.R. et al. Ferroptosis: an iron-dependent form of nonapoptotic cell death. Cell 2012;149(5):1060–72. DOI: 10.1016/j.cell.2012.03.042.

10. Михайлова И.Н., Барышников А.Ю., Демидов Л.В. и др. Клеточная линия меланомы человека Мel Z, используемая для получения противоопухолевых вакцин. Патент на изобретение RU 2390556 C1, 27.05.2010.

11. Вартанян А.А., Осипов В.Н., Хоченков Д.А. и др. Производные хиназолина, индуцирующие ферроптоз в метастатических клетках меланомы и рака толстой кишки. Патент на изобретение RU 2722308 C1, 2020.

12. Руководство по содержанию и использованию лабораторных животных. 8-е изд. Пер. с англ. под ред. И.В. Белозерцевой, Д.В. Блинова, М.С. Красильщиковой. М.: ИРБИС, 2017. 336 с.

13. Экспериментальная оценка противоопухолевых препаратов в СССР и США. Под ред. З.П. Софьина, А.Б. Сыркина, А. Голдин, И. Кляйн. М.: Медицина, 1980. 296 с.

14. Трещалина Е.М., Жукова О.С., Герасимова Г.К. и др. Методические рекомендации по доклиническому изучению противоопухолевой активности лекарственных средств. В кн.: Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. М.: Гриф и К., 2012. С. 642–57.

15. Tsoi J., Robert L., Paraiso K. et al. Multi-stage Differentiation Defines Melanoma Subtypes with Differential Vulnerability to Drug-Induced IronDependent Oxidative Stress. Cancer Cell 2018;33(5):890–904.e5. DOI: 10.1016/j.ccell.2018.03.017.

16. Yu Y., Xie Y., Cao L. et al. The ferroptosis inducer erastin enhances sensitivity of acute myeloid leukemia cells to chemotherapeutic agents. Mol Cell Oncol 2015;2(4):e1054549. DOI: 10.1080/23723556.2015. 1054549.

17. Viswanathan V.S., Ryan M.J., Dhruv H.D. et al. Dependency of a therapy-resistant state of cancer cells on a lipid peroxidase pathway. Nature 2017;547(7664):453–7. DOI: 10.1038/nature23007.

18. Hangauer M.J., Viswanathan V.S., Ryan M.J. et al. Drug-tolerant persister cancer cells are vulnerable to GPX4 inhibition. Nature 2017;551(7679): 247–50. DOI: 10.1038/nature24297.

19. Zhao Y., Li Y., Zhang R. et al. The Role of Erastin in Ferroptosis and Its Prospects in Cancer Therapy. Onco Targets Ther 2020;13:5429–41. DOI: 10.2147/OTT.S254995.

20. Dixon S.J., Patel D.N., Stockwell B.R. Pharmacological inhibition of cystineglutamate exchange induces endoplasmic reticulum stress and ferroptosis. Elife 2014; 3:e02523. DOI: 10.7554/eLife.02523.

21. Cao J., Chen X., Jiang L. et al. DJ-1 suppresses ferroptosis through preserving the activity of S-adenosyl homocysteine hydrolase. Nature communications 2020;11:1251. DOI: 10.1038/s41467-020-15109-y.

22. Luo M., Wu L., Zhang K. et al. miR-137 regulates ferroptosis by targeting glutamine transporter SLC1A5 in melanoma. Cell Death & Differentiation 2018;25:1457–72. DOI: 10.1038/s41418-017-0053-8.

23. Shiromizu Sh., Yamauchi T., Kusunose N. et al. Dosing Time-Dependent Changes in the Anti-tumor Effect of xCT Inhibitor Erastin in Human Breast Cancer Xenograft Mice. Biol Pharm Bull 2019;42(11):1921–5. DOI: 10.1248/bpb.b19-00546.

24. Sun X., Ou Z., Xie M. et al. HSPB1 as a novel regulator of ferroptotic cancer cell death. Oncogene 2015;34(45):5617–25. DOI: 10.1038/onc.201